多产品间歇过程调度问题的建模与优化

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第3O卷第l7期计算机工程2004年9月正脑17ComputerEngineeringSeptember2004·基金项目论文·文章编号：1000-3428(2004)17---0056---03文献标识码：A中圈分类号lTP39多产品间歇过程调度问题的建模与优化曹瑞金，俞欢军，胡上序(浙江大学化工系，杭州3l0027)摘要：提出了一种基于有色赋时PeIri网(CTI，N)的多产品间歇过程调度问题的建模方法，通过引入一类方案选择库所和方案评价变迁，可以灵活地实现与各种优化方法的集成。给出了一个结合局部禁

2、忌搜索的蚁群算法。通过示例，表明了这种多产品间歇过程调度问题的建模与优化方法的有效性。关奠诩：多产品间歇过程；有色赋[I；]'Petri网；蚁群算法；禁忌搜索ModelingandOptimization0fMultiproductBatchPlantSchedulingCAORuijin，YUHuanjun．HUShangxu(DepartmentofChemicalEnginccring．ZhejiangUniversity、Hangzhou310027)【AbstractlThemethodofmodelingandoptimizationof

3、multiproductbatchplantschedulingwithcoloredandtimedPctrinetispresentedAsequentialorderoptionplaceandaoptionevaluationtransitionareintroducedtointegrateoimizationaIgorithmandsolvetheschedulingproblemflexibly．AnantcolonysystemwithlocaltabusearchalgorithmispresentedtoovercolYicthe

4、sedefect．Throughcasestudy，theefi'ectivenessoftheproposedmethodisiIlustmted．【KeywordslMultiproductbatchplant；ColoredandtimedPetrinet(CTPN1：Antcolonyalgorithm；Tabusearch间歇化工过程包括两种形式：多目的过程和多产品过最短，该调度问题包含的子问题有两个：产品排序和生产时程。多目的过程指同一种产品可能经过不同路径，不同产品间。具有不同加工路径。多产品过程指所有产品经过同样的加工本文只考虑UIS

5、和ZW两种中间存储策略。对于UIS间歇路径。多产品间歇过程普遍存在于精细化工、制药和食品等过程调度，因为中间存储设备单元数量无限大，加工产品在行业，由于中间产品化学物理性质的不同，常见的有以下几某个设备单元上一旦结束就立即释放此单元，如果下一设备种中间存储策略：(I)无限中间存储(uls)；(2)有限中问存储单元没有空闲，则进入存储设备中等待。而对于zw间歇过(FIS)；(3)无中间存储(NIS)；(4)零等待(zw)；(5)有限等待程调度，因为没有中间存储设备，加工产品在某个设备单元(FW)。间歇过程生产中存在大量的顺序和并发操作，对其加工结束后直

6、到进入下一设备单元才释放此加工单元，又由进行建模与优化控制是间歇过程调度问题的一个重要内容。于是ZW等待，在某个单元中一旦达到要求加工时间，必须一个完整的调度方法应该包括两个方面：(1)能够清立即向后移走，如果加工过程不能满足这个约束条件，必须晰、简洁地描述调度问题；(2)提供解决该形式化调度问题推迟这一批产品的最早加工时刻。的优化方法。本文提出的基于有色赋It；IPetri网的多产品间歇1．2有色赋时Petri网过程调度问题的建模方法，引入r一类方案选择库所和方案Petri网由于其强大的图形表达能力和成熟的数学分析理评价变迁，可以方便地集成各种优化

7、方法，不仅具有很强的论，非常适合用于系统建模，应用于间歇过程调度建模方面建模能力而且可以根据实际情况选择优化策略，使求解这一也有很大的进。有色赋时Petri网是一种高级网系统，即类调度问题更加灵活方便。在Petri网的基础上给库所结点和变迁结点上引入了时间的参多产品批处理调度是化工领域的一个典型问题，在数学量，不仅能够清晰地描述间歇生产的资源约束而且能够表示上是NP完全的，因此近年来一些随机优化方法也被用于求时间上的约束关系。另外，对于Petri网中的托肯(token)赋予解该问题，如模拟退火⋯、蚁群算等。由于蚁群算法在个性，同一类的托肯染上同一种颜

8、色，不同类的托肯以不同组合问题领域表现出的良好能，国内也开始对此方法进行颜色区分，这样一个库所可以包含几类托